(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
親ノード及び複数の子ノードが光ファイバ伝送路を介して接続される光通信システムにおける、前記複数の子ノードから前記親ノードへの上り通信に対して上り通信波長及び上り通信帯域を動的に割り当てる動的波長帯域割当方法であって、
前記複数の子ノードから前記親ノードへの上り通信に対して、前記複数の子ノードにおける前記親ノードへの送信許可時間を割り当て、
前記複数の子ノードから前記親ノードへの上り通信に対して、上り通信波長を割り当て、前記複数の子ノードのうち上り通信波長の変更を指示される波長変更子ノードに対して、前記波長変更子ノードにおける上り通信波長の波長切替開始時刻を、上り通信波長の変更指示前に既に割り当てた前記波長変更子ノードにおける前記親ノードへの送信許可時間が終了する時刻と比べて、以降の時刻に設定する
ことを特徴とする動的波長帯域割当方法。
【請求項２】
全ての前記波長変更子ノードにおける上り通信波長の波長切替開始時刻を、前記親ノードにおける全ての前記複数の子ノードからの送信許可データの到着完了時刻から、前記光通信システムにおいて許容される各子ノードから前記親ノードへの最短伝搬時間だけ遡った時刻と比べて、以降の時刻に設定する
ことを特徴とする請求項１に記載の動的波長帯域割当方法。
【請求項３】
全ての前記波長変更子ノードにおける上り通信波長の波長切替開始時刻を、前記波長変更子ノードに対する上り通信波長の変更の指示が行われる帯域割当周期が終了する時刻から、前記光通信システムにおいて許容される各子ノードから前記親ノードへの最短伝搬時間だけ遡った時刻と比べて、以降の時刻に設定する
ことを特徴とする請求項１に記載の動的波長帯域割当方法。
【請求項４】
全ての前記波長変更子ノードにおける上り通信波長の波長切替開始時刻を、前記波長変更子ノードに対する上り通信波長の変更の指示が行われる帯域割当周期が終了する時刻に設定する
ことを特徴とする請求項１に記載の動的波長帯域割当方法。
【請求項５】
各々の前記波長変更子ノードにおける上り通信波長の波長切替開始時刻を、前記親ノードにおける各々の前記波長変更子ノードからの送信許可データの到着完了時刻から、各々の前記波長変更子ノードから前記親ノードへの伝搬時間だけ遡った時刻と比べて、以降の時刻に設定する
ことを特徴とする請求項１に記載の動的波長帯域割当方法。
【請求項６】
各々の前記波長変更子ノードに対して上り通信波長の変更の指示が到着する時刻から所定時間後の時刻を、各々の前記波長変更子ノードにおける上り通信波長の波長切替開始可能時刻に設定し、
各々の前記波長変更子ノードにおける上り通信波長の波長切替開始可能時刻が、上り通信波長の変更指示前に既に割り当てた各々の前記波長変更子ノードにおける前記親ノードへの送信許可時間が終了する時刻と比べて、以降の時刻であるとき、各々の前記波長変更子ノードにおける上り通信波長の実際の波長切替開始時刻を、各々の前記波長変更子ノードにおける上り通信波長の波長切替開始可能時刻と比べて、以降の時刻に設定し、
各々の前記波長変更子ノードにおける上り通信波長の波長切替開始可能時刻が、上り通信波長の変更指示前に既に割り当てた各々の前記波長変更子ノードにおける前記親ノードへの送信許可時間と比べて、以前又は最中の時刻であるとき、各々の前記波長変更子ノードにおける上り通信波長の実際の波長切替開始時刻を、上り通信波長の変更指示前に既に割り当てた各々の前記波長変更子ノードにおける前記親ノードへの送信許可時間が終了する時刻と比べて、以降の時刻に設定する
ことを特徴とする請求項１に記載の動的波長帯域割当方法。
【請求項７】
親ノード及び複数の子ノードが光ファイバ伝送路を介して接続される光通信システムにおける、前記複数の子ノードから前記親ノードへの上り通信に対して上り通信波長及び上り通信帯域を動的に割り当てる動的波長帯域割当装置であって、
前記複数の子ノードから前記親ノードへの上り通信に対して、前記複数の子ノードにおける前記親ノードへの送信許可時間を割り当てる上り通信帯域割当部と、
前記複数の子ノードから前記親ノードへの上り通信に対して、上り通信波長を割り当て、前記複数の子ノードのうち上り通信波長の変更を指示される波長変更子ノードに対して、前記波長変更子ノードにおける上り通信波長の波長切替開始時刻を、前記上り通信帯域割当部が上り通信波長の変更指示前に既に割り当てた前記波長変更子ノードにおける前記親ノードへの送信許可時間が終了する時刻と比べて、以降の時刻に設定する上り通信波長割当部と、
を備えることを特徴とする動的波長帯域割当装置。
【請求項８】
前記上り通信波長割当部は、全ての前記波長変更子ノードにおける上り通信波長の波長切替開始時刻を、前記親ノードにおける全ての前記複数の子ノードからの送信許可データの到着完了時刻から、前記光通信システムにおいて許容される各子ノードから前記親ノードへの最短伝搬時間だけ遡った時刻と比べて、以降の時刻に設定する
ことを特徴とする請求項７に記載の動的波長帯域割当装置。
【請求項９】
前記上り通信波長割当部は、全ての前記波長変更子ノードにおける上り通信波長の波長切替開始時刻を、前記波長変更子ノードに対する上り通信波長の変更の指示が行われる帯域割当周期が終了する時刻から、前記光通信システムにおいて許容される各子ノードから前記親ノードへの最短伝搬時間だけ遡った時刻と比べて、以降の時刻に設定する
ことを特徴とする請求項７に記載の動的波長帯域割当装置。
【請求項１０】
前記上り通信波長割当部は、全ての前記波長変更子ノードにおける上り通信波長の波長切替開始時刻を、前記波長変更子ノードに対する上り通信波長の変更の指示が行われる帯域割当周期が終了する時刻に設定する
ことを特徴とする請求項７に記載の動的波長帯域割当装置。
【請求項１１】
前記上り通信波長割当部は、各々の前記波長変更子ノードにおける上り通信波長の波長切替開始時刻を、前記親ノードにおける各々の前記波長変更子ノードからの送信許可データの到着完了時刻から、各々の前記波長変更子ノードから前記親ノードへの伝搬時間だけ遡った時刻と比べて、以降の時刻に設定する
ことを特徴とする請求項７に記載の動的波長帯域割当装置。
【請求項１２】
前記上り通信波長割当部は、
各々の前記波長変更子ノードに対して上り通信波長の変更の指示が到着する時刻から所定時間後の時刻を、各々の前記波長変更子ノードにおける上り通信波長の波長切替開始可能時刻に設定し、
各々の前記波長変更子ノードにおける上り通信波長の波長切替開始可能時刻が、前記上り通信帯域割当部が上り通信波長の変更指示前に既に割り当てた各々の前記波長変更子ノードにおける前記親ノードへの送信許可時間が終了する時刻と比べて、以降の時刻であるとき、各々の前記波長変更子ノードにおける上り通信波長の実際の波長切替開始時刻を、各々の前記波長変更子ノードにおける上り通信波長の波長切替開始可能時刻と比べて、以降の時刻に設定し、
各々の前記波長変更子ノードにおける上り通信波長の波長切替開始可能時刻が、前記上り通信帯域割当部が上り通信波長の変更指示前に既に割り当てた各々の前記波長変更子ノードにおける前記親ノードへの送信許可時間と比べて、以前又は最中の時刻であるとき、各々の前記波長変更子ノードにおける上り通信波長の実際の波長切替開始時刻を、前記上り通信帯域割当部が上り通信波長の変更指示前に既に割り当てた各々の前記波長変更子ノードにおける前記親ノードへの送信許可時間が終了する時刻と比べて、以降の時刻に設定する
ことを特徴とする請求項７に記載の動的波長帯域割当装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮ（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ／Ｔｉｍｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ−Ｐａｓｓｉｖｅ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）における、動的波長帯域割当方法及び動的波長帯域割当装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
アクセスサービスの高速化に対するニーズの高まりにより、ＦＴＴＨ（Ｆｉｂｅｒ  Ｔｏ  Ｔｈｅ  Ｈｏｍｅ）の普及が世界的に進んでいる。ＦＴＴＨサービスの大部分は、1個の収容局側装置（ＯＳＵ：Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ  Ｕｎｉｔ）が時分割多重（ＴＤＭ）により複数の加入者側装置（ＯＮＵ：Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｕｎｉｔ）を収容し、経済性に優れたＰＯＮ方式により提供されている。
【０００３】
ＴＤＭ−ＰＯＮの構成を図１に示す。ＴＤＭ−ＰＯＮの上り方向通信では、ＯＳＵ１における動的帯域割当計算に基づいて、各ＯＮＵ２間でシステム帯域を共有しており、各ＯＮＵ２がＯＳＵ１より通知された送信許可時間内のみに間欠的に信号光を送信することにより、各ＯＮＵ２からＯＳＵ１への信号光同士の衝突を防いでいる。
【０００４】
現在の主力システムは、伝送速度がギガビット級であるＧＥ−ＰＯＮ（Ｇｉｇａｂｉｔ  Ｅｔｈｅｒｎｅｔ  ＰＯＮ）（Ｅｔｈｅｒｎｅｔは登録商標）及びＧ−ＰＯＮ（Ｇｉｇａｂｉｔ−ｃａｐａｂｌｅ  ＰＯＮ）であるが、映像配信サービスの進展に加え、大容量ファイルをアップロード／ダウンロードするアプリケーションの登場等により、ＰＯＮシステムの更なる大容量化が求められている。しかしながら、ＴＤＭ−ＰＯＮでは、ラインレートの高速化によりシステム帯域を拡張するため、高速化や波長分散の影響により受信特性が大幅に劣化することに加え、バースト送受信器の経済性が課題となるため、１０ギガを超える大容量化は難しい。
【０００５】
１０ギガ超の大容量化に向けて、波長分割多重（ＷＤＭ）技術の適用が検討されている。ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮの構成を図２に示す。各ＯＮＵ２は、光ファイバ伝送路３及び光合分波手段４を介して、波長合分波手段５のいずれの端子と接続するかに応じて、固定的に下り波長及び上り波長を割り当てられ、全ＯＮＵ２間で信号の時間的重なりが、ＯＳＵ１の台数まで許される。そのため、ＯＳＵ１の増設により、１波長あたりのラインレートを高速化することなく、システム帯域を拡張できる。
【０００６】
光ファイバ伝送路３を介して、波長合分波手段５の端子のうち同一の端子と接続する各ＯＮＵ２は、同一のＯＳＵ１と論理的に接続し、上り帯域及び下り帯域を共有する。ここで、各ＯＮＵ２及び各ＯＳＵ１の論理接続は不変であり、各ＯＳＵ１のトラフィック負荷の状態によらず、異なるＯＳＵ１間でトラフィック負荷を分散することはできない。
【０００７】
これに対して、非特許文献１では、各ＯＮＵ２に搭載する光送信器及び光受信器に波長可変機能を備えた、波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮが提案されている。波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮの構成を図３に示す。この構成では、各ＯＮＵ２における送受信波長の切替により、論理接続するＯＳＵ１を各ＯＮＵ２単位で変更できる。この機能を用いることにより、高負荷状態であるＯＳＵ１があるときには、低負荷状態であるＯＳＵ１へトラフィック負荷が分散するように、各ＯＮＵ２−各ＯＳＵ１間の論理接続を変更し、高負荷状態であったＯＳＵ１の通信品質の劣化を防ぐことができる。
【０００８】
また、ＯＳＵ１の高負荷状態が定常的に発生する場合、図２のＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮ構成では、一定の通信品質を確保するためには、システム帯域の増設が必要となるが、図３の波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮ構成では、各ＯＳＵ１間でトラフィック負荷の分散を図って、システム全体の帯域を有効に活用することにより、一定の通信品質を確保でき、システム帯域の増設のための設備投資を抑えることができる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】Ｓ．Ｋｉｍｕｒａ,“ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ  ｆｏｒ  Ｆｕｔｕｒｅ  Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｎｅｔｗｏｒｋｓ，”  ＯＥＣＣ２０１０,  ６Ａ１−１,  ２０１０．
【非特許文献２】吉田  他,“波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮにおける動的波長切替方式の提案，”  ２０１３年信学会総合大会,  Ｂ−８−３９,  ２０１３．
【非特許文献３】ＩＥＥＥ  Ｓｔｄ  ８０２．３ａｖ，２００９．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮにおける波長切替方式として、非特許文献２では、非特許文献３にて規定されている１０Ｇ−ＥＰＯＮのＭＰＣＰ（Ｍｕｌｔｉ−Ｐｏｉｎｔ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）を拡張した方式が提案されている。
【００１１】
従来技術の波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮのタイムチャートを図４に示す。複数ＤＢＡ（Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｂａｎｄｗｉｄｔｈ  Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ）周期と同期するＤＷＡ（Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ）周期内では、各ＯＮＵ２−各ＯＳＵ１の論理接続が固定となるように、各ＯＮＵ２へ下り波長及び上り波長を割り当てる。同一ＤＷＡ周期内では、ＤＢＡ周期ごとに実行されるＤＢＡ計算により、各ＯＮＵ２へ上りバースト信号光の送信を許可する時間を決定し、決定した送信許可時間を論理接続先のＯＳＵ１から各ＯＮＵ２へ通知する。
【００１２】
各ＯＮＵ２−各ＯＳＵ１の論理接続は、上り方向通信の送信要求帯域量や下り方向通信のトラフィック量等に応じて、ＤＷＡ計算により決定される。ＤＷＡ周期内の最初のＤＢＡ周期において、割当波長が変更される各ＯＮＵ２宛に、波長切替を指示するＧａｔｅが送信される。各ＯＮＵ２は、波長切替を指示するＧａｔｅを受信した場合、Ｇａｔｅフレーム中に記載された波長切替開始時刻Ｔ１に、波長可変光受信器及び波長可変光送信器の設定波長を、同じくＧａｔｅフレーム中に記載された割当波長に変更する。各ＯＮＵ２は、波長切替完了後に受信する新たな論理接続先のＯＳＵ１からのＧａｔｅに対して、波長切替完了を報告するＲｅｐｏｒｔを送信する。なお、図４は、ＯＮＵ２−Ｋの論理接続先を、ＯＳＵ１−１からＯＳＵ１−２へ切り替える場合を例示している。
【００１３】
非特許文献２では、波長切替開始時刻Ｔ１の定め方について言及していない。このため、非特許文献２に記載の波長切替方式では、ＤＷＡ周期内の最初のＤＢＡ周期において割当波長が変更される各ＯＮＵ２へ通知された波長切替開始時刻Ｔ１が、直前のＤＷＡ周期内の最後のＤＢＡ周期おいて当該ＯＮＵ２へ既に割り当てられている上りＤａｔａの送信許可時間と比べて、以前又は最中の時刻となることが起こり得る。このような事態が生じた場合の各ＯＮＵ２の動作を規定しておく必要がある。
【００１４】
波長切替指示を優先して時刻Ｔ１に波長切替を開始するように、各ＯＮＵ２の動作を規定した場合、図５に示すように、波長切替が発生するＤＢＡ周期において、上りＤａｔａを送信できなくなる。よって、上りＤａｔａフレームが各ＯＮＵ２に入力されてから各ＯＳＵ１に向けて出力されるまでの遅延時間が長くなる。これに伴って、各ＯＮＵ２内でのフレームロスを回避するために、各ＯＮＵ２へ入力された上りＤａｔａフレームを各ＯＳＵ１に向けて出力されるまでの間滞留させるバッファのサイズを拡大する必要がある。
【００１５】
一方、波長切替指示を無視して、既に割り当てられている上りＤａｔａの送信許可時間に、元の割当波長で上りＤａｔａを送出するように、各ＯＮＵ２の動作を規定した場合、図６に示すように、各ＯＮＵ２内の波長可変光受信器及び波長可変光送信器の設定波長は、波長切替指示を受けたＤＷＡ周期においても、直前のＤＷＡ周期にて割り当てられていた波長のままとなる。しかしながら、波長切替指示を含むＧａｔｅより後の当該ＯＮＵ２宛のＧａｔｅは、新たな割当波長で送出される。そのため、当該ＯＮＵ２は、波長切替指示を含むＧａｔｅより後の送信許可時間を含むＧａｔｅを受信することができなくなり、各ＯＮＵ２−各ＯＳＵ１間の論理接続が切断されてしまう。
【００１６】
そこで、前記課題を解決するために、本発明は、波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮにおいて、上りＤａｔａの送信許可時間及び波長切替の実行時間のタイミング次第では、上りＤａｔａの送信の中止や各ＯＮＵ−各ＯＳＵ間の論理接続の切断が発生してしまうことを防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記目的を達成するために、波長変更子ノードにおける上り通信波長の波長切替開始時刻を、既に割り当てた波長変更子ノードにおける親ノードへの送信許可時間が終了する時刻と比べて、以降の時刻に設定することとした。ここで、親ノードとは、ＯＳＵ又はＯＬＴ（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｌｉｎｅ  Ｔｅｒｍｉｎａｌ）を指し、子ノードとは、ＯＮＵを指し、波長変更子ノードとは、上り通信波長の変更を指示されるＯＮＵを指す。
【００１８】
具体的には、本発明は、親ノード及び複数の子ノードが光ファイバ伝送路を介して接続される光通信システムにおける、前記複数の子ノードから前記親ノードへの上り通信に対して上り通信波長及び上り通信帯域を動的に割り当てる動的波長帯域割当方法であって、前記複数の子ノードから前記親ノードへの上り通信に対して、前記複数の子ノードにおける前記親ノードへの送信許可時間を割り当て、前記複数の子ノードから前記親ノードへの上り通信に対して、上り通信波長を割り当て、前記複数の子ノードのうち上り通信波長の変更を指示される波長変更子ノードに対して、前記波長変更子ノードにおける上り通信波長の波長切替開始時刻を、既に割り当てた前記波長変更子ノードにおける前記親ノードへの送信許可時間が終了する時刻と比べて、以降の時刻に設定することを特徴とする動的波長帯域割当方法である。
【００１９】
また、本発明は、親ノード及び複数の子ノードが光ファイバ伝送路を介して接続される光通信システムにおける、前記複数の子ノードから前記親ノードへの上り通信に対して上り通信波長及び上り通信帯域を動的に割り当てる動的波長帯域割当装置であって、前記複数の子ノードから前記親ノードへの上り通信に対して、前記複数の子ノードにおける前記親ノードへの送信許可時間を割り当てる上り通信帯域割当部と、前記複数の子ノードから前記親ノードへの上り通信に対して、上り通信波長を割り当て、前記複数の子ノードのうち上り通信波長の変更を指示される波長変更子ノードに対して、前記波長変更子ノードにおける上り通信波長の波長切替開始時刻を、前記上り通信帯域割当部が既に割り当てた前記波長変更子ノードにおける前記親ノードへの送信許可時間が終了する時刻と比べて、以降の時刻に設定する上り通信波長割当部と、を備えることを特徴とする動的波長帯域割当装置である。
【００２０】
この構成によれば、波長切替を指示されるＯＮＵについて、上りＤａｔａの送信許可時間が終了した後に、波長切替の実行時間が開始するため、上りＤａｔａの送信の中止や各ＯＮＵ−各ＯＳＵ間の論理接続の切断が発生しないようにできる。
【００２１】
また、本発明は、全ての前記波長変更子ノードにおける上り通信波長の波長切替開始時刻を、前記親ノードにおける全ての前記複数の子ノードからの送信許可データの到着完了時刻から、前記光通信システムにおいて許容される各子ノードから前記親ノードへの最短伝搬時間だけ遡った時刻と比べて、以降の時刻に設定することを特徴とする動的波長帯域割当方法である。
【００２２】
また、本発明は、前記上り通信波長割当部は、全ての前記波長変更子ノードにおける上り通信波長の波長切替開始時刻を、前記親ノードにおける全ての前記複数の子ノードからの送信許可データの到着完了時刻から、前記光通信システムにおいて許容される各子ノードから前記親ノードへの最短伝搬時間だけ遡った時刻と比べて、以降の時刻に設定することを特徴とする動的波長帯域割当装置である。
【００２３】
この構成によれば、全てのＯＮＵからの送信許可データの到着完了時刻と、ＰＯＮにおいて許容される各ＯＮＵから各ＯＳＵへの最短伝搬時間と、に基づいて、波長切替を指示される全てのＯＮＵについて、一律に波長切替の開始時刻を決定できる。
【００２４】
また、本発明は、全ての前記波長変更子ノードにおける上り通信波長の波長切替開始時刻を、前記波長変更子ノードに対する上り通信波長の変更の指示が行われる帯域割当周期が終了する時刻から、前記光通信システムにおいて許容される各子ノードから前記親ノードへの最短伝搬時間だけ遡った時刻と比べて、以降の時刻に設定することを特徴とする動的波長帯域割当方法である。
【００２５】
また、本発明は、前記上り通信波長割当部は、全ての前記波長変更子ノードにおける上り通信波長の波長切替開始時刻を、前記波長変更子ノードに対する上り通信波長の変更の指示が行われる帯域割当周期が終了する時刻から、前記光通信システムにおいて許容される各子ノードから前記親ノードへの最短伝搬時間だけ遡った時刻と比べて、以降の時刻に設定することを特徴とする動的波長帯域割当装置である。
【００２６】
この構成によれば、波長切替の指示が行われる帯域割当周期の終了時刻と、ＰＯＮにおいて許容される各ＯＮＵから各ＯＳＵへの最短伝搬時間と、に基づいて、波長切替を指示される全てのＯＮＵについて、一律に波長切替の開始時刻を決定できる。
【００２７】
また、本発明は、全ての前記波長変更子ノードにおける上り通信波長の波長切替開始時刻を、前記波長変更子ノードに対する上り通信波長の変更の指示が行われる帯域割当周期が終了する時刻に設定することを特徴とする動的波長帯域割当方法である。
【００２８】
また、本発明は、前記上り通信波長割当部は、全ての前記波長変更子ノードにおける上り通信波長の波長切替開始時刻を、前記波長変更子ノードに対する上り通信波長の変更の指示が行われる帯域割当周期が終了する時刻に設定することを特徴とする動的波長帯域割当装置である。
【００２９】
この構成によれば、波長切替の指示が行われる帯域割当周期の終了時刻に基づいて、波長切替を指示される全てのＯＮＵについて、一律に波長切替の開始時刻を決定できる。
【００３０】
また、本発明は、各々の前記波長変更子ノードにおける上り通信波長の波長切替開始時刻を、前記親ノードにおける各々の前記波長変更子ノードからの送信許可データの到着完了時刻から、各々の前記波長変更子ノードから前記親ノードへの伝搬時間だけ遡った時刻と比べて、以降の時刻に設定することを特徴とする動的波長帯域割当方法である。
【００３１】
また、本発明は、前記上り通信波長割当部は、各々の前記波長変更子ノードにおける上り通信波長の波長切替開始時刻を、前記親ノードにおける各々の前記波長変更子ノードからの送信許可データの到着完了時刻から、各々の前記波長変更子ノードから前記親ノードへの伝搬時間だけ遡った時刻と比べて、以降の時刻に設定することを特徴とする動的波長帯域割当装置である。
【００３２】
この構成によれば、各々のＯＮＵからの送信許可データの到着完了時刻と、各々のＯＮＵから各ＯＳＵへの伝搬時間と、に基づいて、波長切替を指示される各々のＯＮＵについて、個別に波長切替の開始時刻を決定できる。そして、上りＤａｔａの送信許可時間が終了した直後に、波長切替の実行時間が開始するようにできる。
【００３３】
また、本発明は、各々の前記波長変更子ノードに対して上り通信波長の変更の指示が到着する時刻から所定時間後の時刻を、各々の前記波長変更子ノードにおける上り通信波長の波長切替開始可能時刻に設定し、各々の前記波長変更子ノードにおける上り通信波長の波長切替開始可能時刻が、既に割り当てた各々の前記波長変更子ノードにおける前記親ノードへの送信許可時間が終了する時刻と比べて、以降の時刻であるとき、各々の前記波長変更子ノードにおける上り通信波長の実際の波長切替開始時刻を、各々の前記波長変更子ノードにおける上り通信波長の波長切替開始可能時刻と比べて、以降の時刻に設定し、各々の前記波長変更子ノードにおける上り通信波長の波長切替開始可能時刻が、既に割り当てた各々の前記波長変更子ノードにおける前記親ノードへの送信許可時間と比べて、以前又は最中の時刻であるとき、各々の前記波長変更子ノードにおける上り通信波長の実際の波長切替開始時刻を、既に割り当てた各々の前記波長変更子ノードにおける前記親ノードへの送信許可時間が終了する時刻と比べて、以降の時刻に設定することを特徴とする動的波長帯域割当方法である。
【００３４】
また、本発明は、前記上り通信波長割当部は、各々の前記波長変更子ノードに対して上り通信波長の変更の指示が到着する時刻から所定時間後の時刻を、各々の前記波長変更子ノードにおける上り通信波長の波長切替開始可能時刻に設定し、各々の前記波長変更子ノードにおける上り通信波長の波長切替開始可能時刻が、前記上り通信帯域割当部が既に割り当てた各々の前記波長変更子ノードにおける前記親ノードへの送信許可時間が終了する時刻と比べて、以降の時刻であるとき、各々の前記波長変更子ノードにおける上り通信波長の実際の波長切替開始時刻を、各々の前記波長変更子ノードにおける上り通信波長の波長切替開始可能時刻と比べて、以降の時刻に設定し、各々の前記波長変更子ノードにおける上り通信波長の波長切替開始可能時刻が、前記上り通信帯域割当部が既に割り当てた各々の前記波長変更子ノードにおける前記親ノードへの送信許可時間と比べて、以前又は最中の時刻であるとき、各々の前記波長変更子ノードにおける上り通信波長の実際の波長切替開始時刻を、前記上り通信帯域割当部が既に割り当てた各々の前記波長変更子ノードにおける前記親ノードへの送信許可時間が終了する時刻と比べて、以降の時刻に設定することを特徴とする動的波長帯域割当装置である。
【００３５】
この構成によれば、各々のＯＮＵの波長切替開始可能時刻と、各々のＯＮＵの上りデータの送信許可時間と、の前後関係に基づいて、波長切替を指示される各々のＯＮＵについて、個別に波長切替の実際の開始時刻を決定できる。
【発明の効果】
【００３６】
本発明は、波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮにおいて、上りＤａｔａの送信許可時間及び波長切替の実行時間のタイミング次第では、上りＤａｔａの送信の中止や各ＯＮＵ−各ＯＳＵ間の論理接続の切断が発生してしまうことを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】ＴＤＭ−ＰＯＮの構成を示す図である。
【図２】ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮの構成を示す図である。
【図３】波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮの構成を示す図である。
【図４】従来技術の波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮのタイムチャートである。
【図５】従来技術の波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮのタイムチャートである。
【図６】従来技術の波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮのタイムチャートである。
【図７】波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮの他の構成を示す図である。
【図８】波長ルーティング手段の下り通信の入出力特性を示す図である。
【図９】波長ルーティング手段の上り通信の入出力特性を示す図である。
【図１０】波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮの他の構成を示す図である。
【図１１】第１実施形態の波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮのタイムチャートである。
【図１２】第１実施形態の波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮのタイムチャートである。
【図１３】第１実施形態の波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮのタイムチャートである。
【図１４】第１実施形態の波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮのタイムチャートである。
【図１５】第２実施形態の波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮのタイムチャートである。
【図１６】第２実施形態の波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮのタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施の例であり、本発明は以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。
【００３９】
（波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮの構成）
本発明における動的波長帯域割当方法及び動的波長帯域割当装置を、図３の波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ―ＰＯＮの構成を例に説明する。なお、本発明における動的波長帯域割当方法及び動的波長帯域割当装置を適用する波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ―ＰＯＮの構成は、図３の構成に限らず、図７及び図１０の構成でもよい。
【００４０】
ＯＬＴ１は、ＯＳＵ１−１〜１−Ｍ（Ｍは１以上の整数）を備え、波長λＤ＿１〜λＤ＿Ｍである下り信号光を送出し、波長λＵ＿１〜λＵ＿Ｍである上りバースト信号光が入力される。ＯＬＴ１は、λＤ＿１〜λＤ＿Ｍ及びλＵ＿１〜λＵ＿Ｍから１つずつの波長をそれぞれ下り波長及び上り波長としてＯＬＴ１から割り当てられる複数のＯＮＵ２−１〜２−Ｋ（Ｋは１以上の整数）と、光ファイバ伝送路３を介して接続されている。
【００４１】
各ＯＳＵ１は、ＯＳＵ１ごとに相異なる波長である下り信号光を送出し、各ＯＳＵ１からの下り信号光は、光合分波手段４により波長多重された後、光ファイバ伝送路３へ出力される。光合分波手段４としては、光ファイバ又はＰＬＣ（Ｐｌａｎａｒ Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ Ｃｉｒｃｕｉｔ）等により作成された光カプラ等が、これにあたる。
【００４２】
各ＯＮＵ２は、入力される波長多重信号光の中から、ＯＬＴ１から割り当てられている下り波長を有する下り信号光を選択的に受信する。ＰＩＮ−ＰＤ（ＰＩＮ  Ｐｈｏｔｏ−Ｄｉｏｄｅ）やＡＰＤ（Ａｖａｌａｎｃｈｅ Ｐｈｏｔｏ−Ｄｉｏｄｅ）等の受光器の前段に、波長可変フィルタを配置し、波長可変フィルタの透過波長を、割り当てられた下り波長に応じて変化させることにより、所望の波長の下り信号光を選択的に受信することができる。各ＯＮＵ２は、ＬＬＩＤ（Ｌｏｇｉｃａｌ  Ｌｉｎｋ  ＩＤ）等のＯＮＵ識別子を用いて、受信したフレームが自分宛であるかを判断し、受信フレームの取捨選択を行う。
【００４３】
一方、上り方向通信用に、各ＯＮＵ２は、波長λＵ＿１〜λＵ＿Ｍの信号光を間欠的に送信可能な波長可変光送信器を備え、ＯＬＴ１から割り当てられている上り波長で、ＯＬＴ１から通知された送信許可時間内に、上りバースト信号光を送信する。ＯＬＴ１から通知される送信許可時間は、同じ上り波長を割り当てられている異なるＯＮＵ２からのバースト信号光同士が衝突しないように、ＯＬＴ１が記憶している各ＯＮＵ２との間でのフレーム往復伝搬時間（ＲＴＴ：Ｒｏｕｎｄ  Ｔｒｉｐ  Ｔｉｍｅ）を考慮して決定される。
【００４４】
波長可変光送信器として、分布帰還型（ＤＦＢ：Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  ＦｅｅｄＢａｃｋ）レーザ等の直接変調レーザの出力光波長を温度制御により変化させる構成や、出力光波長が異なる直接変調レーザをアレイ状に配置し、バイアス電流のスイッチングにより発光するレーザを切り替える高速波長切替が可能な構成が、これにあたる。
【００４５】
また、波長可変光送信器として、分布ブラッグ反射型（ＤＢＲ：Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｂｒａｇｇ Ｇｒａｔｉｎｇ）レーザや外部共振器型レーザ等の波長可変光源からの連続光を、半導体やニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）を材料とするマッハツェンダー型変調器、電界吸収型（ＥＡ：Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ）変調器、半導体光増幅器（ＳＯＡ：Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）変調器等を用いて、外部変調する構成も可能である。
【００４６】
光ファイバ伝送路３を伝送された上りバースト信号光は、光合分波手段４で分岐された後、各々異なる波長の上りバースト信号光を選択的に受信するＯＳＵ１−１〜１−Ｍへ入力される。各ＯＳＵ１は、バースト対応のＰＩＮ―ＰＤやＡＰＤ等の受光器の前段に、透過波長が光受信器ごとに相異なる波長フィルタを配置することにより、相異なる波長の上りバースト信号光を選択的に受信することができる。ここで、各ＯＮＵ２が、自分に付与されたＬＬＩＤ等のＯＮＵ識別子を送信フレーム内に埋め込んだ上りバースト信号光を送出することにより、ＯＬＴ１は、受信フレーム内のＯＮＵ識別子により、フレームの送信元である各ＯＮＵ２を特定することができる。
【００４７】
波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮの他の構成を図７に示す。波長ルーティング手段６は、各ＯＮＵ２と各ＯＳＵ１の間に配置され、ＯＳＵ側端子＃１〜＃Ｍ（Ｍは２以上の整数）及び光ファイバ伝送路側端子＃１〜＃Ｎ（Ｎは２以上の整数）を有し、１個の端子に入力された入力光を波長に応じて決定される１個の端子から出力する波長振り分け機能を備える。波長ルーティング手段６としては、波長周回性を有し、下り通信及び上り通信の入出力特性がそれぞれ図８及び図９で表わされる、Ｎ×Ｍ  ＡＷＧ（Ａｒｒａｙｅｄ  Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ  Ｇｒａｔｉｎｇ）等が、これにあたる。
【００４８】
波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮの他の構成を図１０にも示す。各ＯＮＵ２内及びＯＬＴ１内の光受信器として、コヒーレント受信器を用いている。この場合、各ＯＮＵ２内の局発光源の出力光波長は、割り当てられている下り信号光の波長の近傍に設定される。一方、ＯＬＴ１内の局発光源の出力光波長は、ＯＳＵ１ごとに相異なるように、λＵ＿１〜λＵ＿Ｍのいずれか１つの波長の近傍に設定される。
【００４９】
高受信感度を特徴とするコヒーレント受信を適用することで、光ファイバ伝送路３中での許容損失や各ＯＳＵ１と接続する光合分波手段４における許容損失を増大できる。光ファイバ伝送路３中で許容される伝送損失や分岐損失の増大により、伝送距離の長延化や収容するＯＮＵ２の台数の拡大を図れる。また、各ＯＳＵ１と接続する光合分波手段４において許容される分岐損失の増大により、ＯＳＵ１の台数を拡大できるため、システム総帯域を拡張できる。更には、波長フィルタが不要となるため、波長フィルタの特性に制限されずに、隣接波長間隔を狭窄化することも可能である。
【００５０】
（第１実施形態の上り通信の波長切替）
第１実施形態は、波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮにおいて、割当波長が変更される各ＯＮＵ２の波長切替開始時刻が、既に割り当てられている上りバースト信号光の送信許可時間と比べて、以前又は最中の時刻となることを回避するように、波長切替開始時刻を定める動的波長帯域割当方法及び動的波長帯域割当装置である。
【００５１】
本実施形態では、非特許文献２と同様に、複数ＤＢＡ周期と同期するＤＷＡ周期内で、各ＯＮＵ２−各ＯＳＵ１の論理接続が固定となるように、各ＯＮＵ２へ下り波長及び上り波長を割り当てる。同一ＤＷＡ周期内では、ＤＢＡ周期ごとに実行されるＤＢＡ計算により、各ＯＮＵ２へ上りバースト信号光の送信を許可する時間を決定し、決定した送信許可時間を論理接続先のＯＳＵ１から各ＯＮＵ２へ通知する。
【００５２】
各ＯＮＵ２−各ＯＳＵ１の論理接続は、上り方向通信の送信要求帯域量や下り方向通信のトラフィック量等に応じて、ＤＷＡ計算により決定され、ＤＷＡ周期内の最初のＤＢＡ周期において、割当波長が変更されるＯＮＵ２宛に波長切替指示が送信される。割当波長が変更されないＯＮＵ２宛には、各ＯＮＵ２の送信要求帯域量を用いたＤＢＡ計算により決定した上りバースト信号光の送信許可時間が通知される。
【００５３】
上り方向通信において、各ＯＮＵ２は、送信要求帯域量の通知及び上りＤａｔａを、異なる上りバースト信号光で送信してもよいし、同一の上りバースト信号光で送信してもよい。送信要求帯域量の通知及び上りＤａｔａを、異なる上りバースト信号光で送信する場合は、各々の上りバースト信号光の送信許可時間が各ＯＮＵ２へ通知される。送信要求帯域量の通知及び上りＤａｔａを、同一の上りバースト信号光で送信する場合は、１個の上りバースト信号光の送信許可時間が各ＯＮＵ２へ通知される。
【００５４】
なお、ＤＢＡ計算及びＤＷＡ計算は、別個のハードウェア又はプログラムを用いて別々に行われてもよく、一体のハードウェア又はプログラムを用いて同時に行われてもよい。
【００５５】
図１１に示したタイムチャートでは、全ての波長変更ＯＮＵ２における上り通信波長の波長切替開始時刻Ｔλを、ＯＬＴ１における全ての複数のＯＮＵ２からの送信許可データの到着完了時刻Ｔ’Ｄから、ＰＯＮにおいて許容される各ＯＮＵ２からＯＬＴ１への最短伝搬時間ΔｔＲＴＴ／２だけ遡った時刻と比べて、以降の時刻に設定する。
【００５６】
ここで、図１１では、各ＯＮＵ２が、上りＤａｔａを送信する上りバースト信号光とは別の上りバースト信号光で、送信要求帯域量を通知するＲｅｐｏｒｔを送信するとした。そして、各ＯＳＵ１は、ＤＢＡ周期の先頭にて受信する各ＯＮＵ２からのＲｅｐｏｒｔで通知された送信要求帯域量を用いて、ＤＢＡ計算を行う。また、図１１では、各ＯＳＵ１が、下りＤａｔａとは別に、波長切替指示や上りバースト信号光の送信許可時間を各ＯＮＵ２へ通知するＧａｔｅを、ＤＢＡ計算後に送信するとした。
【００５７】
なお、ＤＷＡ計算は、ＤＷＡ周期内の最初のＤＢＡ周期におけるＤＢＡ計算を開始するまでに終わっていればよく、前のＤＷＡ周期におけるＤＢＡ計算と比べて、並行して実行されるか、時間が重ならないように実行されるか、は問わない。
【００５８】
ＤＷＡ周期＃Ｌ−１（Ｌは２以上の整数）内の最後のＤＢＡ周期であるＤＢＡ周期＃Ｌ−１＿Ｈ（Ｈは２以上の整数）にて、ＯＮＵ２−Ｋは、ＯＳＵ１−１から、Ｒｅｐｏｒｔ及び上りＤａｔａの送信許可時間を記載したＧａｔｅを受信する。ＤＷＡ周期＃Ｌ−１内の最後のＤＢＡ周期であるＤＢＡ周期＃Ｌ−１＿Ｈにて、ＯＮＵ２−Ｋは、ＯＳＵ１−１に、Ｒｅｐｏｒｔを送信する。ＤＷＡ周期＃Ｌ内の最初のＤＢＡ周期であるＤＢＡ周期＃Ｌ＿１にて、ＯＮＵ２−Ｋは、ＯＳＵ１−１に、上りＤａｔａを送信する。
【００５９】
ＤＷＡ周期＃Ｌ内の最初のＤＢＡ周期であるＤＢＡ周期＃Ｌ＿１にて、ＯＮＵ２−Ｋは、ＯＳＵ１−１から、時刻Ｔλ（Ｌ＿１）に波長切替を行う旨の指示を記載したＧａｔｅを受信し、時刻Ｔλ（Ｌ＿１）に波長切替を開始する。ここで、ＤＢＡ周期＃Ｌ＿１にて、波長切替開始時刻Ｔλ（Ｌ＿１）が、上りＤａｔａの送信許可時間と比べて、以前又は最中の時刻となることは、以下のように回避される。
【００６０】
全ての波長変更ＯＮＵ２における上り通信波長の波長切替開始時刻Ｔλ（Ｌ＿１）を、ＯＬＴ１における全ての複数のＯＮＵ２からの送信許可データの到着完了時刻Ｔ’Ｄ（Ｌ＿１）から、ＰＯＮにおいて許容される各ＯＮＵ２からＯＬＴ１への最短伝搬時間ΔｔＲＴＴ／２だけ遡った時刻と比べて、以降の時刻に次式のように設定する。
Ｔ’Ｄ（Ｌ＿１）−ΔｔＲＴＴ／２≦Ｔλ（Ｌ＿１）
【００６１】
ここで、ＯＬＴ１におけるＯＮＵ２−Ｋからの送信許可データの到着完了時刻Ｔ’Ｄ＿Ｋ（Ｌ＿１）について、Ｔ’Ｄ＿Ｋ（Ｌ＿１）≦Ｔ’Ｄ（Ｌ＿１）が成立する。そして、ＯＮＵ２−ＫからＯＬＴ１への伝搬時間ΔｔＲＴＴ／２＿Ｋについて、ΔｔＲＴＴ／２＿Ｋ≧ΔｔＲＴＴ／２が成立する。よって、Ｔλ（Ｌ＿１）について、次式が成立する。
Ｔ’Ｄ＿Ｋ（Ｌ＿１）−ΔｔＲＴＴ／２＿Ｋ≦Ｔλ（Ｌ＿１）
【００６２】
ここで、Ｔ’Ｄ＿Ｋ（Ｌ＿１）−ΔｔＲＴＴ／２＿Ｋは、ＯＮＵ２−ＫにおけるＯＬＴ１への送信許可データの送信完了時刻である。よって、ＯＮＵ２−Ｋは、複数のＯＮＵ２のうち、ＤＢＡ周期＃Ｌ＿１で最初に上りＤａｔａの送信を許可されたか、ＤＢＡ周期＃Ｌ＿１で最後に上りＤａｔａの送信を許可されたか、に関わらず、上りＤａｔａの送信許可時間を終えた後に、波長切替開始時刻Ｔλ（Ｌ＿１）を迎える。
【００６３】
図１１では、全てのＯＮＵ２からの送信許可データの到着完了時刻Ｔ’Ｄと、ＰＯＮにおいて許容される各ＯＮＵ２から各ＯＳＵ１への最短伝搬時間ΔｔＲＴＴ／２と、に基づいて、波長切替を指示される全てのＯＮＵ２について、一律に波長切替の開始時刻Ｔλを決定できる。そして、波長切替を指示されるＯＮＵ２について、上りＤａｔａの送信許可時間が終了した後に、波長切替の実行時間が開始するため、上りＤａｔａの送信の中止や各ＯＮＵ２−各ＯＳＵ１間の論理接続の切断が発生しないようにできる。
【００６４】
図１２に示したタイムチャートでは、全ての波長変更ＯＮＵ２における上り通信波長の波長切替開始時刻Ｔλを、波長変更ＯＮＵ２に対する上り通信波長の変更の指示が行われる帯域割当周期が終了する時刻ＴＥから、ＰＯＮにおいて許容される各ＯＮＵ２からＯＬＴ１への最短伝搬時間ΔｔＲＴＴ／２だけ遡った時刻と比べて、以降の時刻に設定する。
【００６５】
全ての波長変更ＯＮＵ２における上り通信波長の波長切替開始時刻Ｔλ（Ｌ＿１）を、波長変更ＯＮＵ２に対する上り通信波長の変更の指示が行われる帯域割当周期が終了する時刻ＴＥ（Ｌ＿１）から、ＰＯＮにおいて許容される各ＯＮＵ２からＯＬＴ１への最短伝搬時間ΔｔＲＴＴ／２だけ遡った時刻と比べて、以降の時刻に次式のように設定する。
ＴＥ（Ｌ＿１）−ΔｔＲＴＴ／２≦Ｔλ（Ｌ＿１）
【００６６】
ここで、ＯＬＴ１におけるＯＮＵ２−Ｋからの送信許可データの到着完了時刻Ｔ’Ｄ＿Ｋ（Ｌ＿１）について、Ｔ’Ｄ＿Ｋ（Ｌ＿１）＜ＴＥ（Ｌ＿１）が成立する。そして、ＯＮＵ２−ＫからＯＬＴ１への伝搬時間ΔｔＲＴＴ／２＿Ｋについて、ΔｔＲＴＴ／２＿Ｋ≧ΔｔＲＴＴ／２が成立する。よって、Ｔλ（Ｌ＿１）について、次式が成立する。
Ｔ’Ｄ＿Ｋ（Ｌ＿１）−ΔｔＲＴＴ／２＿Ｋ＜Ｔλ（Ｌ＿１）
【００６７】
ここで、Ｔ’Ｄ＿Ｋ（Ｌ＿１）−ΔｔＲＴＴ／２＿Ｋは、ＯＮＵ２−ＫにおけるＯＬＴ１への送信許可データの送信完了時刻である。よって、ＯＮＵ２−Ｋは、複数のＯＮＵ２のうち、ＤＢＡ周期＃Ｌ＿１で最初に上りＤａｔａの送信を許可されたか、ＤＢＡ周期＃Ｌ＿１で最後に上りＤａｔａの送信を許可されたか、に関わらず、上りＤａｔａの送信許可時間を終えた後に、波長切替開始時刻Ｔλ（Ｌ＿１）を迎える。
【００６８】
図１２では、波長切替の指示が行われる帯域割当周期の終了時刻ＴＥと、ＰＯＮにおいて許容される各ＯＮＵ２から各ＯＳＵ１への最短伝搬時間ΔｔＲＴＴ／２と、に基づいて、波長切替を指示される全てのＯＮＵ２について、一律に波長切替の開始時刻Ｔλを決定できる。そして、波長切替を指示されるＯＮＵ２について、上りＤａｔａの送信許可時間が終了した後に、波長切替の実行時間が開始するため、上りＤａｔａの送信の中止や各ＯＮＵ２−各ＯＳＵ１間の論理接続の切断が発生しないようにできる。
【００６９】
図１３に示したタイムチャートでは、全ての波長変更ＯＮＵ２における上り通信波長の波長切替開始時刻Ｔλを、波長変更ＯＮＵ２に対する上り通信波長の変更の指示が行われる帯域割当周期が終了する時刻ＴＥに設定する。
【００７０】
全ての波長変更ＯＮＵ２における上り通信波長の波長切替開始時刻Ｔλ（Ｌ＿１）を、波長変更ＯＮＵ２に対する上り通信波長の変更の指示が行われる帯域割当周期が終了する時刻ＴＥ（Ｌ＿１）と比べて、等しい時刻に次式のように設定する。
ＴＥ（Ｌ＿１）＝Ｔλ（Ｌ＿１）
【００７１】
ここで、ＯＬＴ１におけるＯＮＵ２−Ｋからの送信許可データの到着完了時刻Ｔ’Ｄ＿Ｋ（Ｌ＿１）について、Ｔ’Ｄ＿Ｋ（Ｌ＿１）＜ＴＥ（Ｌ＿１）が成立する。そして、ＯＮＵ２−ＫからＯＬＴ１への伝搬時間ΔｔＲＴＴ／２＿Ｋについて、ΔｔＲＴＴ／２＿Ｋ＞０が成立する。よって、Ｔλ（Ｌ＿１）について、次式が成立する。
Ｔ’Ｄ＿Ｋ（Ｌ＿１）−ΔｔＲＴＴ／２＿Ｋ＜Ｔλ（Ｌ＿１）
【００７２】
ここで、Ｔ’Ｄ＿Ｋ（Ｌ＿１）−ΔｔＲＴＴ／２＿Ｋは、ＯＮＵ２−ＫにおけるＯＬＴ１への送信許可データの送信完了時刻である。よって、ＯＮＵ２−Ｋは、複数のＯＮＵ２のうち、ＤＢＡ周期＃Ｌ＿１で最初に上りＤａｔａの送信を許可されたか、ＤＢＡ周期＃Ｌ＿１で最後に上りＤａｔａの送信を許可されたか、に関わらず、上りＤａｔａの送信許可時間を終えた後に、波長切替開始時刻Ｔλ（Ｌ＿１）を迎える。
【００７３】
図１３では、波長切替の指示が行われる帯域割当周期の終了時刻ＴＥに基づいて、波長切替を指示される全てのＯＮＵ２について、一律に波長切替の開始時刻Ｔλを決定できる。そして、波長切替を指示されるＯＮＵ２について、上りＤａｔａの送信許可時間が終了した後に、波長切替の実行時間が開始するため、上りＤａｔａの送信の中止や各ＯＮＵ２−各ＯＳＵ１間の論理接続の切断が発生しないようにできる。
【００７４】
図１４に示したタイムチャートでは、各々の波長変更ＯＮＵ２−Ｋにおける上り通信波長の波長切替開始時刻Ｔλ＿Ｋを、ＯＬＴ１における各々の波長変更ＯＮＵ２−Ｋからの送信許可データの到着完了時刻Ｔ’Ｄ＿Ｋから、各々の波長変更ＯＮＵ２−ＫからＯＬＴ１への伝搬時間ΔｔＲＴＴ／２＿Ｋだけ遡った時刻と比べて、以降の時刻に設定する。
【００７５】
波長変更ＯＮＵ２−Ｋにおける上り通信波長の波長切替開始時刻Ｔλ＿Ｋ（Ｌ＿１）を、ＯＬＴ１における波長変更ＯＮＵ２−Ｋからの送信許可データの到着完了時刻Ｔ’Ｄ＿Ｋ（Ｌ＿１）から、波長変更ＯＮＵ２−ＫからＯＬＴ１への伝搬時間ΔｔＲＴＴ／２＿Ｋだけ遡った時刻と比べて、以降の時刻に次式のように設定する。
Ｔ’Ｄ＿Ｋ（Ｌ＿１）−ΔｔＲＴＴ／２＿Ｋ≦Ｔλ＿Ｋ（Ｌ＿１）
【００７６】
ここで、Ｔ’Ｄ＿Ｋ（Ｌ＿１）−ΔｔＲＴＴ／２＿Ｋは、ＯＮＵ２−ＫにおけるＯＬＴ１への送信許可データの送信完了時刻である。よって、ＯＮＵ２−Ｋは、複数のＯＮＵ２のうち、ＤＢＡ周期＃Ｌ＿１で最初に上りＤａｔａの送信を許可されたか、ＤＢＡ周期＃Ｌ＿１で最後に上りＤａｔａの送信を許可されたか、に関わらず、上りＤａｔａの送信許可時間を終えた後に、波長切替開始時刻Ｔλ＿Ｋ（Ｌ＿１）を迎える。
【００７７】
図１４では、各々のＯＮＵ２−Ｋからの送信許可データの到着完了時刻Ｔ’Ｄ＿Ｋと、各々のＯＮＵ２−Ｋから各ＯＳＵ１への伝搬時間ΔｔＲＴＴ／２＿Ｋと、に基づいて、波長切替を指示される各々のＯＮＵ２−Ｋについて、個別に波長切替の開始時刻Ｔλ＿Ｋを決定できる。そして、波長切替を指示されるＯＮＵ２について、上りＤａｔａの送信許可時間が終了した後に、波長切替の実行時間が開始するため、上りＤａｔａの送信の中止や各ＯＮＵ２−各ＯＳＵ１間の論理接続の切断が発生しないようにできる。さらに、上りＤａｔａの送信許可時間が終了した直後に、波長切替の実行時間が開始するようにできる。
【００７８】
（第２実施形態の上り通信の波長切替）
第２実施形態は、第１実施形態とは別に、波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮにおいて、割当波長が変更される各ＯＮＵ２の波長切替開始時刻が、既に割り当てられている上りバースト信号光の送信許可時間と比べて、以前又は最中の時刻となることを回避するように、波長切替開始時刻を定める動的波長帯域割当方法及び動的波長帯域割当装置である。
【００７９】
本実施形態では、非特許文献２と同様に、複数ＤＢＡ周期と同期するＤＷＡ周期内で、各ＯＮＵ２−各ＯＳＵ１の論理接続が固定となるように、各ＯＮＵ２へ下り波長及び上り波長を割り当てる。同一ＤＷＡ周期内では、ＤＢＡ周期ごとに実行されるＤＢＡ計算により、各ＯＮＵ２へ上りバースト信号光の送信を許可する時間を決定し、決定した送信許可時間を論理接続先のＯＳＵ１から各ＯＮＵ２へ通知する。
【００８０】
各ＯＮＵ２−各ＯＳＵ１の論理接続は、上り方向通信の送信要求帯域量や下り方向通信のトラフィック量等に応じて、ＤＷＡ計算により決定され、ＤＷＡ周期内の最初のＤＢＡ周期において、割当波長が変更されるＯＮＵ２宛に波長切替指示が送信される。割当波長が変更されないＯＮＵ２宛には、各ＯＮＵ２の送信要求帯域量を用いたＤＢＡ計算により決定した上りバースト信号光の送信許可時間が通知される。
【００８１】
上り方向通信において、各ＯＮＵ２は、送信要求帯域量の通知及び上りＤａｔａを、異なる上りバースト信号光で送信してもよいし、同一の上りバースト信号光で送信してもよい。送信要求帯域量の通知及び上りＤａｔａを、異なる上りバースト信号光で送信する場合は、各々の上りバースト信号光の送信許可時間が各ＯＮＵ２へ通知される。送信要求帯域量の通知及び上りＤａｔａを、同一の上りバースト信号光で送信する場合は、１個の上りバースト信号光の送信許可時間が各ＯＮＵ２へ通知される。
【００８２】
なお、ＤＢＡ計算及びＤＷＡ計算は、別個のハードウェア又はプログラムを用いて別々に行われてもよく、一体のハードウェア又はプログラムを用いて同時に行われてもよい。
【００８３】
図１５、１６に示したタイムチャートでは、各々の波長変更ＯＮＵ２−Ｋに対して上り通信波長の変更の指示が到着する時刻Ｔ’Ｇ＿Ｋから所定時間Δｔ１後の時刻を、各々の波長変更ＯＮＵ２−Ｋにおける上り通信波長の波長切替開始可能時刻Ｔ’λ＿Ｋに設定する。
【００８４】
各々の波長変更ＯＮＵ２−Ｋにおける上り通信波長の波長切替開始可能時刻Ｔ’λ＿Ｋが、既に割り当てた各々の波長変更ＯＮＵ２−ＫにおけるＯＬＴ１への送信許可時間が終了する時刻と比べて、以降の時刻であるとき、各々の波長変更ＯＮＵ２−Ｋにおける上り通信波長の実際の波長切替開始時刻Ｔλ＿Ｋを、各々の波長変更ＯＮＵ２−Ｋにおける上り通信波長の波長切替開始可能時刻Ｔ’λ＿Ｋと比べて、以降の時刻に設定する。
【００８５】
各々の波長変更ＯＮＵ２−Ｋにおける上り通信波長の波長切替開始可能時刻Ｔ’λ＿Ｋが、既に割り当てた各々の波長変更ＯＮＵ２−ＫにおけるＯＬＴ１への送信許可時間と比べて、以前又は最中の時刻であるとき、各々の波長変更ＯＮＵ２−Ｋにおける上り通信波長の実際の波長切替開始時刻Ｔλ＿Ｋを、各々の波長変更ＯＮＵ２−ＫにおけるＯＬＴ１への送信許可時間が終了する時刻と比べて、以降の時刻に設定する。
【００８６】
ここで、図１５、１６では、各ＯＮＵ２が、上りＤａｔａを送信する上りバースト信号光とは別の上りバースト信号光で、送信要求帯域量を通知するＲｅｐｏｒｔを送信するとした。そして、各ＯＳＵ１は、ＤＢＡ周期の先頭にて受信する各ＯＮＵ２からのＲｅｐｏｒｔで通知された送信要求帯域量を用いて、ＤＢＡ計算を行う。また、図１５、１６では、各ＯＳＵ１が、下りＤａｔａとは別に、波長切替指示や上りバースト信号光の送信許可時間を各ＯＮＵ２へ通知するＧａｔｅを、ＤＢＡ計算後に送信するとした。
【００８７】
なお、ＤＷＡ計算は、ＤＷＡ周期内の最初のＤＢＡ周期におけるＤＢＡ計算を開始するまでに終わっていればよく、前のＤＷＡ周期におけるＤＢＡ計算と比べて、並行して実行されるか、時間が重ならないように実行されるか、は問わない。
【００８８】
ＤＷＡ周期＃Ｌ−１（Ｌは２以上の整数）内の最後のＤＢＡ周期であるＤＢＡ周期＃Ｌ−１＿Ｈ（Ｈは２以上の整数）にて、ＯＮＵ２−Ｋは、ＯＳＵ１−１から、Ｒｅｐｏｒｔ及び上りＤａｔａの送信許可時間を記載したＧａｔｅを受信する。ＤＷＡ周期＃Ｌ−１内の最後のＤＢＡ周期であるＤＢＡ周期＃Ｌ−１＿Ｈにて、ＯＮＵ２−Ｋは、ＯＳＵ１−１に、Ｒｅｐｏｒｔを送信する。ＤＷＡ周期＃Ｌ内の最初のＤＢＡ周期であるＤＢＡ周期＃Ｌ＿１にて、ＯＮＵ２−Ｋは、ＯＳＵ１−１に、上りＤａｔａを送信する。
【００８９】
ＤＷＡ周期＃Ｌ内の最初のＤＢＡ周期であるＤＢＡ周期＃Ｌ＿１にて、ＯＮＵ２−Ｋは、ＯＳＵ１−１から、時刻Ｔλ＿Ｋ（Ｌ＿１）に波長切替を行う旨の指示を記載したＧａｔｅを受信し、時刻Ｔλ＿Ｋ（Ｌ＿１）に波長切替を開始する。ここで、ＤＢＡ周期＃Ｌ＿１にて、波長切替開始時刻Ｔλ＿Ｋ（Ｌ＿１）が、上りＤａｔａの送信許可時間と比べて、以前又は最中の時刻となることは、以下のように回避される。
【００９０】
まず、波長変更ＯＮＵ２−Ｋに対して上り通信波長の変更の指示が到着する時刻Ｔ’Ｇ＿Ｋ（Ｌ＿１）を、ＯＬＴ１から上り通信波長の変更の指示が送出される時刻ＴＧ＿Ｋ（Ｌ＿１）と、ＯＬＴ１から波長変更ＯＮＵ２−Ｋへの伝搬時間ΔｔＲＴＴ／２＿Ｋと、に基づいて、次式のように算出する。
Ｔ’Ｇ＿Ｋ（Ｌ＿１）＝ＴＧ＿Ｋ（Ｌ＿１）＋ΔｔＲＴＴ／２＿Ｋ
【００９１】
次に、波長変更ＯＮＵ２−Ｋにおける上り通信波長の波長切替開始可能時刻Ｔ’λ＿Ｋ（Ｌ＿１）を、波長変更ＯＮＵ２−Ｋに対して上り通信波長の変更の指示が到着する時刻Ｔ’Ｇ＿Ｋ（Ｌ＿１）と、所定時間Δｔ１と、に基づいて、次式のように算出する。
Ｔ’λ＿Ｋ（Ｌ＿１）＝Ｔ’Ｇ＿Ｋ（Ｌ＿１）＋Δｔ１
【００９２】
ここで、所定時間Δｔ１は、波長変更ＯＮＵ２−ＫにおけるＧａｔｅ処理に要する時間であってもよい。または、所定時間Δｔ１は、ＤＷＡ周期＃Ｌ−１において波長変更ＯＮＵ２−Ｋの論理接続先であったＯＳＵ１−１内に残存するフレームの送出に要する時間であってもよく、波長切替中の下りＤａｔａのフレームロスを回避することができる。
【００９３】
図１５では、波長変更ＯＮＵ２−Ｋにおける上り通信波長の波長切替開始可能時刻Ｔ’λ＿Ｋ（Ｌ＿１）が、既に割り当てた波長変更ＯＮＵ２−ＫにおけるＯＬＴ１への送信許可時間が終了する時刻と比べて、以降の時刻である。
【００９４】
このとき、波長変更ＯＮＵ２−Ｋにおける上り通信波長の実際の波長切替開始時刻Ｔλ＿Ｋ（Ｌ＿１）を、波長変更ＯＮＵ２−Ｋにおける上り通信波長の波長切替開始可能時刻Ｔ’λ＿Ｋ（Ｌ＿１）と比べて、以降の時刻に設定する。
【００９５】
図１６では、波長変更ＯＮＵ２−Ｋにおける上り通信波長の波長切替開始可能時刻Ｔ’λ＿Ｋ（Ｌ＿１）が、既に割り当てた波長変更ＯＮＵ２−ＫにおけるＯＬＴ１への送信許可時間と比べて、以前又は最中の時刻（今の場合は、最中の時刻）である。
【００９６】
このとき、波長変更ＯＮＵ２−Ｋにおける上り通信波長の実際の波長切替開始時刻Ｔλ＿Ｋ（Ｌ＿１）を、波長変更ＯＮＵ２−ＫにおけるＯＬＴ１への送信許可時間が終了する時刻と比べて、以降の時刻に設定する。
【００９７】
図１５、１６では、各々のＯＮＵ２−Ｋの波長切替開始可能時刻Ｔ’λ＿Ｋと、各々のＯＮＵ２−Ｋの上りデータの送信許可時間と、の前後関係に基づいて、波長切替を指示される各々のＯＮＵ２−Ｋについて、個別に波長切替の実際の開始時刻Ｔλ＿Ｋを決定できる。そして、波長切替を指示されるＯＮＵ２について、上りＤａｔａの送信許可時間が終了した後に、波長切替の実行時間が開始するため、上りＤａｔａの送信の中止や各ＯＮＵ２−各ＯＳＵ１間の論理接続の切断が発生しないようにできる。
【産業上の利用可能性】
【００９８】
本発明の動的波長帯域割当方法及び動的波長帯域割当装置は、波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮにおいて、上りＤａｔａの送信や通信波長の切替を、相互に干渉させることなくスムースに実行するにあたり、特に適している。
【符号の説明】
【００９９】
１、１−Ｍ：ＯＳＵ、ＯＬＴ
２、２−Ｋ：ＯＮＵ
３：光ファイバ伝送路
４：光合分波手段
５：波長合分波手段
６：波長ルーティング手段
【要約】
【課題】波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮにおいて、上りＤａｔａの送信許可時間及び波長切替の実行時間のタイミング次第では、上りＤａｔａの送信の中止や各ＯＮＵ−各ＯＳＵ間の論理接続の切断が発生してしまうことを防止する。
【解決手段】本発明の動的波長帯域割当方法及び動的波長帯域割当装置は、複数のＯＮＵ２のうち、上り通信波長をＯＳＵ１−１の受信波長λＵ＿１からＯＳＵ１−２の受信波長λＵ＿２へと変更するよう指示される波長変更ＯＮＵ２−Ｋに対して、波長変更ＯＮＵ２−Ｋにおける上り通信波長の波長切替開始時刻を、既に割り当てた波長変更ＯＮＵ２−ＫにおけるＯＳＵ１−１への送信許可時間が終了する時刻と比べて、以降の時刻に設定する。
【選択図】図１１【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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